Ученые из Воронежского государственного университета разработали уникальный материал, содержащий органические красители и полупроводниковые нанокристаллы — квантовые точки. Такое сочетание позволит ограничить интенсивность импульсного лазерного излучения, опасного для зрения и приборов.

Активно развивающиеся лазерные технологии нашли применение в самых различных областях медицины, промышленности, а также в исследовательской деятельности. В лазере электрическая, тепловая или химическая энергия преобразуется в поляризованное излучение определенной длины волны, мощное и узконаправленное. Однако возникает проблема с его использованием из-за высокой опасности поражения глаз и приемников излучения.

Сейчас для защиты применяются линейные и активные поляризационные светофильтры или электрооптические затворы. Все эти устройства имеют существенные недостатки: очки на линейных светофильтрах не могут защищать глаза при высоких интенсивностях света, активные светофильтры срабатывают не сразу и нуждаются в дополнительных источниках питания, электрооптическим затворам для работы требуется высокое напряжение и система обратной связи. Ученые из ВГУ занимаются созданием пассивных ограничителей оптической мощности, не требующих дополнительного питания и систем обратной связи. Принцип их работы основан на взаимодействии лазерного излучения с веществом.

«Наша новая разработка — переход на следующий уровень использования лазерных технологий. Мы планируем создать “умные” материалы на основе гибридных ассоциатов коллоидных квантовых точек и органических красителей. Данные материалы, нанесенные на оптические детали, позволят контролировать интенсивность лазерного излучения на предприятиях и производствах, использующих импульсные лазеры. Разработка таких систем ограничения поможет сохранить зрение многим людям», — рассказывает ассистент кафедры оптики и спектроскопии физического факультета ВГУ Андрей Звягин.

Новизна подхода ученых заключается в разработке дешевых материалов, комбинирующих свойства неорганических и органических структур. В качестве первых выступают квантовые точки, в качестве вторых — органические красители. Гибридная ассоциация позволяет изменять чувствительность полученных материалов, расширять диапазон используемого излучения, а также повышает стабильность под воздействием высоких интенсивностей света.

Предлагается создание из этих материалов тонких пленок, которые можно будет наносить на линзы очков, сохраняя при этом цветовое восприятие. Детали с инновационным покрытием, установленные в оптические схемы приборов, не будут менять их рабочих параметров. При достижении определенной мощности излучения наноматериал моментально поглотит или рассеет свет, тем самым снижая мощность излучения и уменьшая повреждающее действие лазера. Готовый продукт предполагается внедрить в учреждения, использующие импульсные лазерные источники света, например предприятия обрабатывающей промышленности, а также медицинские, научные и инновационные центры.